一种复合菌剂及其在农业废弃物堆肥腐熟中的应用

1.本发明属于微生物复合菌剂技术领域，尤其涉及一种复合菌剂及其在农业废弃物堆肥腐熟中的应用。


背景技术：

2.农业废弃物为农业生产过程中被丢弃的有机类物质，通常主要指植物纤维性废弃物和畜禽粪便两大类。农业方面每年都产生大量的废弃物，但其中大部分没有得到充分利用。近年来，农业废弃物的能源化利用越来越受到科学家乃至大众的关注。传统的农业废弃物处理及再利用方式是通过堆肥将农业废弃物堆置起来，利用微生物发酵制成有机肥。
3.但传统的堆肥过程主要是由土著微生物参与实现农业废弃物的分解腐熟，往往存在升温缓慢、发酵时间长等缺点，尤其是在好氧堆肥的高温期，微生物的活力及其产生的纤维素酶等酶的活力均易受高温影响，造成堆肥物料腐熟不彻底，堆肥效率低的问题，不利于工业化生产。


技术实现要素：

4.为解决农业废弃物堆肥腐熟不彻底、堆肥效率低的问题，本发明提供了一种复合菌剂及其在农业废弃物堆肥腐熟中的应用。
5.本发明的技术方案：
6.一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)，所述粉红粘帚霉的菌种保藏编号为：cgmcc no.1977，所述贝莱斯芽孢杆菌的菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
7.进一步的，所述粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为1～10:1～10。
8.进一步的，还包括光合细菌(photosynthetic bacteria)，所述光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
9.进一步的，所述粉红粘帚霉、贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为1～10:1～10:1～10。
10.一种复合菌剂在农业废弃物堆肥腐熟中的应用。
11.进一步的，所述农业废弃物包括植物纤维性废弃物、畜禽粪便、玉米秸秆生物炭或锯末中的一种或几种的组合。
12.进一步的，所述复合菌剂应用于农业废弃物堆肥腐熟时，所述复合菌剂的最终添加质量为所述农业废弃物质量的1.0～3.0％。
13.进一步的，堆肥初期所述农业废弃物与所述复合菌剂的混合物的水分为60～70％，碳氮比为20～30，堆肥过程中每3天人工翻堆一次。
14.进一步的，所述复合菌剂用于农业废弃物堆肥腐熟的堆肥共培养时间为40～45天。
15.本发明的有益效果：
16.本发明首次将粉红粘帚霉和贝莱斯芽孢杆菌相复配用于农业废弃物堆肥腐熟，能够改善农业废弃物堆肥过程中的理化性质以及纤维素降解与微生物群落的关系。实验结果证实，本发明提供的复合菌剂对农业废弃物堆肥过程中纤维素的降解以及纤维素相关酶活力均有较大程度的增益作用，能够提高有机质，尤其是纤维素的降解效率，缩短堆肥发酵的时间。本发明提供的复合菌剂还能够增加农业废弃物堆肥腐熟过程中微生物群落的丰富度，最终加快了农业废弃物的堆肥效率。
附图说明
17.图1为实施例10废弃农作物堆肥过程的温度变化曲线图；
18.图2为实施例10废弃农作物堆肥过程的水分变化曲线图；
19.图3为实施例10废弃农作物堆肥过程的ph值变化曲线图；
20.图4为实施例10废弃农作物堆肥过程的电导率变化曲线图；
21.图5为实施例10废弃农作物堆肥过程的碳氮比变化对比图；
22.图6为实施例10废弃农作物堆肥过程的发芽指数变化对比图；
23.图7为实施例10废弃农作物堆肥过程的纤维素含量变化对比图；
24.图8为实施例10废弃农作物堆肥过程的半纤维素含量变化对比图；
25.图9为实施例10废弃农作物堆肥过程的羧甲基纤维素酶cmcase活性变化对比图；
26.图10为实施例10废弃农作物堆肥过程的滤纸酶fpase活性变化对比图；
27.图11为实施例10废弃农作物堆肥过程的β-d-葡萄糖苷酶活性变化对比图；
28.图12为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的门水平微生物相对丰度的热图；
29.图13为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的门级微生物相对丰度聚类直方图；
30.图14为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的属水平微生物相对丰度的热图；
31.图15为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的属级微生物相对丰度聚类直方图；
32.图16为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的beta多样性分析结果图，图中a为pca分析结果图，b为pcoa分析结果图，c为nmds分析结果图，d为upgms聚类数结果图，e为韦恩图；
33.图17为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的理化性质和微生物的主成分分析结果图。
具体实施方式
34.下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
35.实施例1
36.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv。
37.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
38.本实施例中粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为1:1。
39.实施例2
40.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr、贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本实施例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
41.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
42.本实施例中粉红粘帚霉、贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为1:1:1。
43.实施例3
44.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv。
45.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
46.本实施例中粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为2:1。
47.实施例4
48.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv。
49.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
50.本实施例中粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为3:1。
51.实施例5
52.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv。
53.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
54.本实施例中粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为3:2。
55.实施例6
56.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和贝莱
斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv。
57.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766。
58.本实施例中粉红粘帚霉与贝莱斯芽孢杆菌的活菌数比为1:5。
59.实施例7
60.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr、贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本实施例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
61.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
62.本实施例中粉红粘帚霉、贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为2:5:1。
63.实施例8
64.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr、贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本实施例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
65.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
66.本实施例中粉红粘帚霉、贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为10:5:1。
67.实施例9
68.本实施例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr、贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本实施例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
69.本实施例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
70.本实施例中粉红粘帚霉、贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为5:8:3。
71.对比例1
72.本对比例提供了一种复合菌剂，包括粉红粘帚霉(clonostachys rosea)cr和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本对比例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
73.本对比例使用的粉红粘帚霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为：cgmcc no.1977；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
74.本对比例中粉红粘帚霉和红螺细菌的活菌数比为1:1。
75.对比例2
76.本对比例提供了一种复合菌剂，包括贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)bv和光合细菌(photosyntheticbacteria)psb，本对比例中光合细菌为红螺细菌(rhodospirillum sp.)。
77.本对比例使用的贝莱斯芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为cgmcc no.15766；光合细菌购买于青岛旭能生物公司。
78.本对比例中贝莱斯芽孢杆菌和红螺细菌的活菌数比为1:1。
79.实施例10
80.本实施例将实施例1、实施例2、对比例1和对比例2提供的复合菌剂用于农业废弃物的堆肥腐熟。
81.本实施例的农业废弃物堆肥材料包括植物纤维性废弃物aws、鸡粪cm、玉米秸秆生物炭bc或锯末sd，其中植物纤维性废弃物aws采集于东北农业大学向阳农场，主要是菜叶、果皮及植物茎段；新鲜的鸡粪收集于东北农业大学养鸡场，新鲜的鸡粪进行风干粉碎预处理，并用100目的筛网过筛备用；玉米秸秆生物炭购自郑州生物炭私营公司；锯末收集于哈尔滨市阿城区的一家木材厂。
82.堆肥材料植物纤维性废弃物aws、鸡粪cm、玉米秸秆生物炭bc或锯末sd的质量比为10:10:2:1，将堆肥材料混合均匀后置于60l反应容器中。
83.本实施例共设置5组不同处理方法，包括不加任何菌剂的空白对照组ck(t1)、加入实施例1复合菌剂的cr+bv组(t2)、加入对比例1复合菌剂的cr+psb组(t3)、加入对比例2复合菌剂的bc+psb组(t4)和加入实施例2复合菌剂的cr+bv+psb组(t5)，t2-t5每组反应容器中加入的复合菌剂的最终质量为农业废弃物堆肥材料质量的1.5％。
84.堆肥初期农业废弃物和复合菌剂混合物的水分调整为65％，碳氮比为25，为保证良好的供养条件，堆肥过程中每3天人工翻堆一次，堆肥共培养42天。
85.堆肥过程中定时采样，在每个采样天将混合物完全混合后再采样。样品分为两部分：一部分堆肥样品风干磨碎，放置于4℃保存用于理化指标测定，其余堆肥样品储存在-80℃用于微生物测定。
86.图1-图6依次为实施例10废弃农作物堆肥过程的温度、水分、ph值、电导率、碳氮比和发芽指数变化曲线图，图中数据为三次重复正负标准差的平均值。
87.图1为实施例10废弃农作物堆肥过程的温度变化曲线图，从图中可见，所有处理组的堆肥温度都是呈现先急速上升达到温度最高点，然后逐渐呈现较为平缓的下降趋势，最后所有处理组的堆肥温度趋于环境温度。其中t2在第六天达到最高温度69.6℃，t4，t5在第七天达到最高温度分别为64.2℃和66℃，t1,t3分别在第8，9天达到最高温度59℃和63.2℃。在堆肥底物中添加微生物菌剂能够延长高温期，有效杀死病原菌和虫卵。
88.图2为实施例10废弃农作物堆肥过程的水分变化曲线图，反映的是堆肥过程中含水量的变化。从图中可见，t1～t5的堆肥初期的含水量调整为65％左右。但是随着堆肥的进行，堆肥含水量迅速下降，直到堆肥末期，所有处理的含水量均降至15％以下，分别为17.93％、22.35％、18.4％、19.22％和21.18％。t2-t5组相较于对照组(t1)而言，含水量下降更多。
89.图3为实施例10废弃农作物堆肥过程的ph值变化曲线图，反映的是堆肥过程中ph
的变化。从图中可见，堆肥过程中的ph值能够影响微生物的生长活性。堆肥初始时有机酸的快速生成以及硝化作用导致ph值迅速降低。各处理组均为酸性，之后ph缓慢升高，这可能是nh4+-n的产生和有机酸的生物降解的结果。最终，t1-t5组的ph值在7.5～8.5之间，符合堆肥产品使用标准。
90.图4为实施例10废弃农作物堆肥过程的电导率变化曲线图，反映的是堆肥过程中堆肥电导率(ec)的变化。从图中可见，ec通常用于衡量堆肥的成熟度。一般认为堆肥结束后ec值需≤4.3ms
·
cm-1，堆肥产品才符合使用标准。堆肥第0天所有处理的电导率均较高，其中t1值最高为3.64。五组实验组总体趋势呈降低。堆肥过程中，添加菌剂的t2-t6堆肥的ec值比对照组t1更低。堆肥过程中ec的增加一般认为是由于有机物大量分解生成h+和nh 4+等分解产物引起的。而由于氨挥发和无机盐沉淀是导致ec值下降的主要因素。
91.图5为实施例10废弃农作物堆肥过程的碳氮比变化曲线图，反映的是堆肥过程中底物的碳氮比(c/n)的变化，合适的c/n能够提供堆肥中微生物最佳营养条件。从图中可见，堆肥在c/n低于15后被认为是成熟的。在本实验中堆肥底物的初始c/n被调整约为25，堆肥过程中c/n急速下降，t2-t5实验组下降的速率远大于t1对照组，最终在第42d各组c/n比为t1(15.5)》t4(14.26)》t5(14.2)》t3(13.3)》t2(12.53)，均达到15左右基本符合成熟指标。
92.图6为实施例10废弃农作物堆肥过程的发芽指数变化曲线图，反映的是堆肥过程中堆肥的发芽指数(gi)的变化。发芽指数(gi)能够检验肥料是否对植物有害，是反映堆肥是否成熟的最重要指标之一。从图中可见，可能是由于t2-t6添加微生物中具有促进植物萌发的化合物，初始初始gi值更高。随着堆肥进行各组的gi均上升，在第36天时实验组t2-t5的gi均达到80％以上，说明已经达到熟化标准，而ck在第42天才成熟。
93.总而言之，实验结果发现额外添加微生物菌剂的堆肥内部的有机物反应更剧烈，堆肥速率更快，其中加入cr和bv(t2)的混合菌剂加速堆肥发酵的效果最好。
94.图7-图11依次为实施例10废弃农作物堆肥过程的纤维素含量、半纤维素含量、羧甲基纤维素酶cmcase活性、滤纸酶fpase活性和β-d-葡萄糖苷酶活性变化对比图；
95.图7和图8分别为实施例10废弃农作物堆肥过程的纤维素含量和半纤维素含量的变化对比图。从图中可见，初始t1-t5五组的纤维素为236.54，240.27，239.41，236.4和238.6(mg/g)。在堆肥过程中整体呈现先升高再降低的趋势，可能与发酵初期微生物需要适应堆肥环境，首先进行自身的营养生长，能够降解纤维素的产物较少。堆肥中期时，各组纤维素含量急剧降低，尤其是t2组添加cr和bv混合微生物菌剂能够有效降解纤维素，减少堆肥成熟时间。初始五组的半纤维素差距不大，均在170(mg/g)左右，在第14天开始迅速降低，其中t1(ck)与其他组相比降解速率较慢。堆肥结束后t2半纤维素降解最多，t3第二，t1(ck)降解的最少。结果说明添加额外的微生物菌剂能够有效加快半纤维素的降解速率。酶活是微生物的代谢活性重要指标之一，通过酶活可以判断底物转化过程以及堆肥发酵效率。农业废弃物中含有大量难以降解的纤维素和半纤维素，纤维素酶是代表纤维素降解快慢的直接指标之一，因此观察相关纤维素酶的动态变化对于堆肥中纤维素转化速度的优化至关重要。
96.图9-图11分别为实施例10废弃农作物堆肥过程的羧甲基纤维素酶cmcase活性、滤纸酶fpase活性和β-d-葡萄糖苷酶活性变化对比图；从图中可见，cmcase activity整体成降低趋势，初始cmcase activity为t1(58.44u/g),t2(81.23u/g),t3(77.48u/g),t4
(63.96u/g),t5(70.26u/g)。且在堆肥过程中t2-t6整体的cmcase activity均高于t1(ck)组可能是由于额外添加微生物菌剂的原因，丰富了微生物群落，使产cmcase activity能力增强。初始fpcase activity差距不大图，整体数值较低分别为t1(301.96u/g),t2(336.84u/g),t3(320.67u/g),t4(319.3u/g),t5(337.93u/g)。随着堆肥天数的增加迅速升高基本在第14到28天达到最大值，随后缓慢下降且堆肥结束时t1-t5各组的酶活均大于初始值。β-d-glucosidase activity由于添加微生物菌剂，堆肥初期t2(11.48)》t5(10.85)》t4(10.14)》t3(9.88)》t1(9.45)u/g。在第7天到第14天之间耐高温微生物适应环境大量繁殖，β-d-glucosidase活力有所增强。
97.图12-图15依次为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的门水平微生物相对丰度的热图、门级微生物相对丰度聚类直方图、属水平微生物相对丰度的热图和属级微生物相对丰度聚类直方图。
98.初始微生物按门分类为4大类，分别为firmicutes(85.82％)，proteobacteria(7.59％)和actinobacteria(6.43％)，其中firmicutes为优势种群。在促进植物生长，病原体生物防治和金属吸收中均有明显作用。第7天时由于升高温度不同，各组菌落结构产生了差距，但总体趋势均为firmicutes大幅度下降，proteobacteria和actinobacteria均有所增长。proteobacteria在土壤等中经常被检测到，对全球碳、氮和硫循环非常重要。actinobacteria在自然界中广泛分布，能够分解死亡动植物，被认为是具有价值的细菌。在21天时进入微生物生长的活跃期，由于微生物的种类变多，firmicutes占比持续减少。观察在整个堆肥过程中proteobacteria增长最多，firmicutes下降最多。
99.在正式堆肥之前底物微生物按属分类为13种。其中weissella占比最大为42.74％。占比第二的为aerococcus(20.56％)。第七天时微生物种类有所增长。可能是温度升高耐热菌数量增多。42天各组堆肥基本成熟，整体菌落结构相差不大其中pseudogracilibacillus和thiopseudomonas整体占比最大达到40-50％。总体来说在堆肥过程各个组菌落结构均发生了较大的变化初始含量最多的weissella和aerococcus在堆肥后期有极大的减少，而pseudogracilibacillus，thiopseudomonas和bacillaceae等菌在堆肥过程中逐渐成为含量高的微生物。pseudogracilibacillus被发现在好氧堆肥中与一氧化二氮和二氧化碳的排放率关系紧密，影响堆肥效率。而thiopseudomonas可同时应用于废水处理和资源回收，还能够去除无机氮，增强堆肥的固氮能力。而bacillaceae类微生物的代谢功能可能与纤维素酶和脲酶活性增加有关。
100.加入不同配方的微生物菌剂后各个实验组的优势菌的种类相差不大，但是含量不同。是因为底物相同的原因。也说明添加微生物可能并不是使添加的菌成为优势菌，而是促进底物有益菌增多，有害菌减少，使菌落结构向着更好更稳定方向转变，能够更好的促进发酵优化。
101.图16为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的beta多样性分析结果图，图中a为pca分析结果图，b为pcoa分析结果图，c为nmds分析结果图，d为upgms聚类数结果图，e为韦恩图。
102.不同otus的丰度用于pca、pcoa、nmds、upgma聚类树和venn韦恩图。堆肥样品可以由选定的微生物组作为主要的确定机制进行调节。根据pca分析，第一主成分(pc1)和第二主成分(pc2)的累积方差贡献率达到67.51％。pc1和pc2的方差贡献率分别为43.97％和
23.54％。从各组在主成分上的得分可以看出，d21和d42的五组在第一主成分的正方向上得分都很高，而d0和d7都在pc1的负方向上得分。pc轴分布差异明显，说明堆肥前期和中期微生物种群结构发生了明显变化。基于bray-curtis计算的pcoa分析显示，累积方差贡献率达到64.77％。第7天，t2-t5在pcoa2正方向得分较高，而对照组t1在pcoa2负方向得分较高，说明添加微生物剂后微生物群落结构发生了显著变化。nmds观察到，在第42天堆肥结束时，t2-t5在nmds2的正方向上得分较高，而对照组t1在nmds2的负方向上得分较高。结果表明，堆肥初期添加微生物剂引起的微生物差异影响整个堆肥的开始和结束。upgma树状图显示，在堆肥第42天结束时，t2-t5各组在一个分支上，反映了堆肥成熟期微生物结构的缓慢变化。venn显示，d21-t2的微生物种类与其他组差异最大，比普通菌落多3416种，且t2组的微生物种类最丰富。结果表明，堆肥在不同时期具有特定的微生物群落结构，不同时期的微生物群落结构不同。
103.图17为实施例10废弃农作物堆肥过程第0、7、21、42天堆肥样品的理化性质和微生物的主成分分析结果图，图中不同颜色的点代表样品，红色箭头代表理化性质，蓝色箭头代表属级微生物(前十)。
104.通过rda评估理化性质，包括温度、水、ph、ec、gi、c/n、纤维素、半纤维素和三种与纤维素降解相关的酶与微生物群落之间的相关性。在图17中，rda1和rda2分别为53.11％和21.09％。他们解释了74.2％的样品信息，因此微生物群落结构与堆肥的理化性质密切相关。第二级轴上cmcase活性与温度的相关系数绝对值均大于0.8，说明该轴对主要环境因子的反映更为显著。温度是堆肥过程中的一个重要环境因素。rda1中c/n、纤维素、ec、fpase活性、gi、半纤维素、水分、ph的绝对相关系数均大于0.8，表明该轴对这些理化性质的影响更为显著。6种微生物均与rda2阳性方向呈正相关。棒状杆菌_1(p＝0.082)和romboutsia(p＝0.078)是cmcase活性、纤维素和温度的核心属。rda1的阳性方向解释了fpase活性(rda1＝0.97)、gi(rda1＝0.97)和ph(rda1＝0.89)。thiopseudomonas(p＝0.075)和pseudogracilibacillus(p＝0.05)是最显著的正相关菌群。综合比较rda1和rda2的结果表明，bacteriaceae是最核心的细菌。bacteriaceae对堆肥理化性质和纤维素降解生化过程也有一定的影响，但影响不显著。这说明不同的微生物起着不同的作用，它们有明确的分工，更侧重于一定的功能，微生物之间需要相互配合，而不是单一的微生物实现多重效果。
105.本实施例最终确定了各组别在堆肥过程中的理化性质的变化和菌落群落演替。由于添加微生物菌剂，t2-t5组嗜热期均延长3-5天，且t2最高温度比对照组t1高了10.6℃。堆肥结束后各组的gi为t1(80.46％)《t4(83.19)《t3(86.2％)《t5(87.48％)《t2(92.76％)t2-t5各实验组的gi均高于t1。在堆肥过程中微生物菌剂极大促进了pseudogracili bacillus，thiopseudomonas和bacillaceae等微生物的含量。利用beta多样性发现t1与其他组距离差距较大。
106.通过相关分析(rda)揭示了影响微生物演替的关键物理化学因素,发现corynebacterium和romboutsia是影响cmcase酶活力和纤维素的主要因素，这些微生物均与纤维素降解密切相关。这些结果表明，微生物菌剂的添加加速了堆肥的成熟，提高堆肥质量，并显著调节了微生物群落结构，其中加入clonostachys rosea和贝莱斯芽孢杆菌(t2)为最佳菌剂，促进堆肥的效果最显著。